[实用新型]一种基于机器视觉的花椒采摘机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于农业器械领域，尤其涉及到基于机器视觉的花椒采摘机器人。

背景技术

花椒是我国广泛种植的一种经济作物。目前收获主要靠人工手摘和借助云梯、采果刀等简单工具辅助采收。林果采收机械的研究在我国仍处于起步阶段，未见成熟先进的实用机具报道。现有技术中采用的收获方式，虽对花椒能较好的提高收获效率，但是所需人工劳动力仍然巨大。多数采摘机械中，还缺乏收集工艺。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种基于机器视觉的花椒采摘机器人，能够实现对花椒果实的自动识别、采摘，自动化程度高，并对果实初步杂质分离，人力劳动减少，提高生产效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种基于机器视觉的花椒采摘机器人，包括行走机构、视觉识别定位装置、采摘装置、收集装置、控制装置，所述行走机构由四个车轮、底盘、两个蜗轮减速电机、轴承座构成，涡蜗轮减速电机通过电机座固定于底盘下面，其动力输出轴通过联轴器、轴承与后轮连接，通过轴承座固定在底盘上；所述底盘中部固定有5自由度机械臂构成的采摘装置，所述采摘装置的小臂上固定有视觉识别定位装置，所述底盘前端固定把手，所述底盘前侧固定有收集装置，所述底盘后端固定有控制装置。

进一步地，所述5自由度机械臂由支柱、大臂、小臂、腕部关节和相对应的伺服驱动电机组成，支柱下端与底盘通过螺栓固定，支柱上安装有伺服电机四，伺服电机四通过谐波齿轮减速安装有支座连接，支座通过谐波减速齿轮与大臂连接，连接处装有伺服电机一；大臂与小臂活动连接，关节处装有伺服电机二，小臂和腕部关节连接，关节处安装有伺服电机三，腕部关节上装有针对花椒果实的末端执行器。

进一步地，所述末端执行器由定梳齿、动梳齿、皮带、皮带轮一、皮带轮二、直流电机和机架构成，机架侧端焊接有安装接头，动梳齿通过轴承、轴承座安装在在机架上，在动梳齿轴的一端固定有皮带轮一，机架的侧面安装有直流电机，直流电机动力输出轴安装有皮带轮二，与动梳齿轴上的皮带轮一通过皮带连接，定梳齿固定在机架上。

进一步地，所述视觉识别定位装置由双相机和图像识别定位模块组成，双CCD相机安装小臂上，图像识别定位模块安装在电子控制箱内。双CCD相机获取图像后传输给图像识别定位模块，图像识别定位模块对图像进行滤除背景、腐蚀、膨胀、左右图像标定、定位、建立空间坐标模型处理，把花椒果实串的空间坐标传送给控制装置。

进一步地，所述收集装置由风机、风机电机、输送管道、收集箱构成，输送管道一端与末端执行器相连，另一端与收集箱固定，所述收集箱为内层和外壳构成的抽拉式结构，所述收集箱内层近风机侧为网状结构，在收集箱侧端安装风机。

进一步地，所述控制装置由电子控制器箱和蓄电池构成，电子控制器箱包括安装在电子控制器箱内的图像识别定位模块和电机驱动模块，图像识别定位模块采集CCD相机传输来的图像，进行处理，识别出图像中的花椒果实，再对其位置坐标计算，将计算出果实的坐标传输到电机驱动模块；电机驱动模块驱动各伺服电机转动。从而使机械臂动作，并带动末端执行器运动到花椒果实位置进行采摘。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型基于机器视觉的花椒采摘机器人，能够对花椒果实进行自动识别定位，采摘收集。与现有的采摘收获方式相比效率高，同时自动化程度也大大提高，极大的减少人力的劳动。

附图说明

图1为本实用新型基于机器视觉的花椒采摘机器人的主视图。

图2为本实用新型基于机器视觉的花椒采摘机器人的左视图。

图3为本实用新型基于机器视觉的花椒采摘机器人的俯视结构示意图。

图4为本实用新型基于机器视觉的花椒采摘机器人的仰视结构示意图。

图5为本实用新型所述末端执行器的示意图。

图6为本实用新型所述控制装置的示意图。

图中标记：1.末端执行器，2.腕部关节，3.伺服电机三，4.输送管道，5.小臂，6.双相机，7伺服电机二，8.收集箱，9.把手，10.风机，11.风机电机，12.底盘，13.车轮，14.伺服电机一，15.支柱，16.伺服电机四，17.支座，18.电子控制箱，19.蓄电池，20.大臂，21. 蜗轮减速电机，22. 轴承座，23.动梳齿，24.皮带，25直流电机，26.皮带轮一，27.安装接头，28.机架，29.定梳齿，30皮带轮二，31，识别定位模块，32电机驱动模块。

具体实施方式